焦作地區(qū)水文地質(zhì)和工程地質(zhì)認識實習(xí)

焦作地區(qū)水文地質(zhì)和工程地質(zhì)認識實習(xí)實習(xí)目的：實習(xí)時間及地點:實習(xí)內(nèi)容：水文本區(qū)河流分屬黃河水系和海河水系兩大水系，河流有丹河、西石河、ft門河、紙坊溝、峪河、新河、大沙河等，丹河屬于黃河水系，其余河流屬于海河水系。丹河和峪河為常年性河流，其它為季節(jié)性河流。丹河發(fā)源于ft西省高平縣境內(nèi)，ft路平水文站多年平均流量為

干流長162km,流域面積3150km2。11.1m3/s，基流量為6.8m3/s。該河流經(jīng)灰?guī)r分布區(qū)，河流漏失嚴重，是焦作市巖溶地下水的重要補給源之一。 后寨至后陳莊段是河水強烈滲漏河段， 滲漏量1.284—1.734m3/s。西石河、ft門河、紙坊溝流經(jīng)灰?guī)r分布區(qū)，河流漏失嚴重，常表現(xiàn)為干谷除豐水年有洪水流出ft口外，其余時間均無水流，河水在距出ft口 5-10km地段全部漏失補給地下水。普濟河、群英河（閆河）、翁澗河發(fā)源于市區(qū)北部ft區(qū)，自北向南流經(jīng)焦作老城區(qū)，在高新區(qū)匯入新河。三條河流均為排污河，常年接納市內(nèi)工業(yè)污水和生活污水，只有ft區(qū)爆發(fā)洪水時，才會有洪流通過。三河流均為嚴重污染河流， 主要污染指標是化學(xué)需氧量、生化需氧量、懸浮物、高錳酸鉀指數(shù)、非離子氨和揮發(fā)性酚。新河源于靈泉碑村西南角的泉湖水，流向自西向東，總長 16.7km，河床寬3.0m，深1.5-2.5m。靈泉湖是地下水以自流泉形式泄于地表而成， 近年來因區(qū)域地下水水位下降地下水量很小。目前，新河水流主要是來自市區(qū)的工業(yè)和生活污水，

泉流量減小，流入新河50年一遇洪峰流量為1749m/s。大沙河是幸福河和沙河在靈泉碑南郭村北匯聚而成，其中沙河上游是石河，發(fā)源于ft西陵川縣，豐水期ft區(qū)爆發(fā)洪水時才有洪流通過， 其余時間水流主要是工業(yè)和生活污水及排泄于地表的地下水。河寬 200m,河床寬4-5m，深2-3m，兩岸有河堤，百年一遇洪峰流3量2730m/s。河水污染嚴重，主要污染因子是化學(xué)需氧量、生化需氧量、高錳酸鉀指數(shù)、揮發(fā)性酚、懸浮物、非離子氨。西石河山西陵川西石河山西陵川333孤山245水系河流名稱發(fā)源地流域面積流量（m/s）備注kmf斷面最大 最小平均黃河丹河山西高平3150山路平1880 4.0911.1海海峪河ft山西陵川山西陵川本市山區(qū)556.36255123.7峪河口馬鞍石白莊88269.789.80.153.41本市山區(qū)豐收路橋河本市山區(qū)站前路橋本市山區(qū)建設(shè)東路橋2.60.41.4環(huán)保局監(jiān)測站靈泉碑斷面新河靈泉湖住郭莊斷面0.610.05.61995年實測平大沙河山西陵川修武水文站均流量構(gòu)造本區(qū)基巖斷裂構(gòu)造發(fā)育，多為高角度正斷層。受斷裂構(gòu)造控制，區(qū)內(nèi)地層形成由北向南呈階梯狀下降的單斜式構(gòu)造形式，地層傾角為集有控制意義的斷層簡要描述如下：（1）鳳凰嶺斷層

10°-20°?，F(xiàn)將對深層巖溶水運動、分布和富西起西向附近的石河附近，與盤古寺斷裂相交，向東經(jīng)丹河、 瓦窯溝，在焦作北部沿太行ftft前展布，地貌上構(gòu)成ft區(qū)與平原的分界線。

過焦作后隱伏于新生界地層之下，

向東經(jīng)過王母泉、葛莊，至獅子營一帶尖滅，全長70km。斷層呈東西向走向，傾向南，傾角70°-80°,為一正斷層，落差200—300m。該斷層帶巖石破碎，溶蝕裂隙、溶孔、溶洞發(fā)育，多個鉆孔揭露過直徑大于1m的溶洞，導(dǎo)水性和富水性強，是巖溶地下水的強徑流帶和富集帶，大型集中水源地（崗莊、閻河等）和大型巖溶水充水礦井（演馬礦）均處在該斷層帶上，各水源地取水量很大，但水位降深和影響范圍有限。（2）朱村斷層朱村斷層是盤古寺一新鄉(xiāng)斷裂的一部分，盤古寺一新鄉(xiāng)斷裂西起濟源克井盆地以西ft區(qū)，向東經(jīng)盤古寺、河口、柏ft、焦作，直至新鄉(xiāng)市南部的郎公廟，全長約西走向，傾向南，傾角為 60°—北盤上升，南盤下降，落差

160km。。呈東700—1000m。斷層北盤的奧陶系灰?guī)r巖溶含水層與南盤的石炭一二疊煤系地層及新生界相對阻水的地層對接， 使巖溶水不能通過斷層向南運動，從而構(gòu)成巖溶水的南部邊界。 斷層帶巖石破碎，巖溶發(fā)育，斷層北側(cè)構(gòu)造發(fā)育，斷層北側(cè)的巖溶水沿王封斷層、（3）九里ft斷層

39號井斷層等北東向?qū)當鄬訚B流。斷層走向北東，傾向北西，傾角 700。南東盤上升，北西盤下降，落差 300—1000m。南東盤局部地段中奧陶統(tǒng)灰?guī)r直接暴露地表， 形成北東向展布的殘丘，殘丘附近中奧陶統(tǒng)灰?guī)r與第四系地層接觸，形成天窗”天然狀態(tài)下，殘丘附近曾是區(qū)域巖溶地下水的排泄中心，巖溶水以群形式集中排泄， 50年代泉流量達12m3/s。該斷層與也是巖溶水強徑流帶，演馬莊礦特大型突水后，巖溶水降落漏斗也沿斷層擴展。九里ft斷層西南端與朱村斷層交匯，中間被鳳凰嶺斷層截斷，東北端與方莊斷層交匯，起到溝通各大斷層的作用。趙莊斷層西南端在與鳳凰嶺斷層斜接，向東北方向延伸，全長 35km，傾向南東，傾角。趙莊斷層和朱嶺斷層組成地壘構(gòu)造， 對焦作地區(qū)巖溶水滲流和分布有一定控制作用。 斷層側(cè)巖溶水水位及動態(tài)明顯不同，北側(cè)為高水位區(qū)，斷層南側(cè)為低水位區(qū)，斷層兩側(cè)水位相差70-240m。方莊斷層呈北西走向，落差200m,傾向南西，西盤上升，東盤下降。導(dǎo)水性強，該斷層西側(cè)的馮營礦多次突水，最大突水量85m2/min。該斷層與NE向展布的九里ft斷層相交，ft區(qū)的巖溶水沿方莊斷層帶和九里ft斷層帶運動、富集。

來自北部此外，規(guī)模比較大的斷層還有 39號井斷層3號井斷層、天官區(qū)斷層、王封斷層、馮封斷層、黑龍王廟斷層、馬坊泉斷層等。圖2-1焦作地區(qū)基巖斷裂構(gòu)造綱要( 1：20萬)(F1—鳳凰嶺斷層；F2—朱村斷層；F3—九里山斷層；F4—方莊斷層；F5—趙莊斷層；F6—39號井斷層；F7—3F8F9F10F11—馮封斷層；粗黑線表示山區(qū)與平原分界)區(qū)域水文地質(zhì)條件焦作的地下水資源由巖溶水和孔隙水組成，以巖溶水資源為主。據(jù)河南省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊《河南省焦作市東小莊水源地水文地質(zhì)勘察報告》 （1989年），焦作地區(qū)地下10.758m3/s8.09m3/s25512.6萬m'/a332.668m/s，相當于8413.80萬m/a。巖溶水水文地質(zhì)條件焦作裂隙巖溶水系統(tǒng)是我國北方巖溶區(qū)發(fā)育比較典型的系統(tǒng)之一。 區(qū)內(nèi)寒武—奧陶系碳酸鹽巖出露面積大，地層厚，巖溶裂隙發(fā)育，為巖溶地下水的補給、徑流和排泄提供了有利條件。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，巖溶水分布和運動明顯受構(gòu)造的控制，一些規(guī)模較大的斷裂如鳳凰嶺斷層、朱村斷層、九里ft斷層及方莊斷層是巖溶水的強徑流帶，控制了礦區(qū)巖溶水的分布和總體運動方向。焦作ft前地區(qū)是九里ft泉域巖溶水的集中排泄區(qū)，北部ft區(qū)是巖溶水的補給區(qū)，地表分布的碳酸鹽巖面積達1167.5km2，地表及地下巖溶發(fā)育，有利于巖溶水的補給和賦存。良好的補給、賦存和徑流條件，使焦作巖溶水資源豐富。處在ft前的焦作礦區(qū)，則因礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜，礦井水害嚴重，成為我國著名的巖溶大水礦區(qū)之一。焦作北部ft區(qū)是巖溶水補給區(qū)，焦作ft前沖洪積平原區(qū)則是巖溶水的排泄—徑流區(qū)。ft區(qū)地表分布有大面積的碳酸巖鹽，溶蝕裂隙及溶孔發(fā)育，接受大氣降水的入滲補給。丹河、西石河、ft門河和子房溝河流經(jīng)碳酸巖鹽分布區(qū)，河床滲漏嚴重，地表水沿河滲漏是焦作巖溶水的重要補給來源之一。丹河常年有水，多年平均滲漏量為河流，河床漏失也嚴重，河水在距出ft口

1.60m3/s，其它河流屬季節(jié)性5—10km地段全部漏失補給地下水。巖溶水在焦作北部、西部接受補給后，由北向南向ft前排泄區(qū)徑流。 趙莊斷層是一條弱導(dǎo)水斷層，巖溶水以趙莊斷層為界形成水位差達

70—200m的地下水力陡坎。斷層北為高水0 2.55km* Ji ■?I。蟲卜3$NJ9

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1161—JfiUM系江——石墟雄總——申臭叫燒皿一亠下臭腳燒十上蕈武燒詣一「屮惡武憧用一下豪武7——太占界油—一斷層沖——ft區(qū)平駅分界線；“一地層界繪訂1—巖聊泉，12——粘札凰酣號"3--曠丿樸圧飯堆"5——察址邊界門$——子摹址或畀位區(qū)，巖溶水水位與大氣降水同步變化， 水位變幅與降水量大小成正比。 斷層南是低水位區(qū)，巖溶水水位低，水位受大氣降水和人工開采的雙重影響，

年水位變幅小。枯水期（每年3—5月份）高水位區(qū)巖溶水位在 130—160m之間，而低水位水位在70—80m左右。豐水期（年9—10月）巖溶水獲得大氣降水入滲補給后，高水位區(qū)巖溶水水位會很快上升至200—240m，而低水位區(qū)巖溶水位仍保持在 80-85m左右，水位上升幅度通常只有10—12m近ft前地帶是巖溶水排泄一徑流區(qū)，斷裂構(gòu)造和巖溶發(fā)育。巖溶水自ft區(qū)水平徑流至排泄區(qū)后，便沿鳳凰嶺斷層、九里ft斷層、朱村斷層等強導(dǎo)水斷裂運動、富集，并形成巖溶水強徑流帶。、天然條件下，巖溶水在九里ft殘丘南側(cè)的奧灰 天窗”處以泉群形式集中排泄，在目前開采條件下，人工開采和礦井排水是巖溶水主要排泄方式?？紫端牡刭|(zhì)條件孔隙水主要分布于山前沖洪積平原區(qū)（圖2）,含水層主要為砂礫石層或中細砂層，頂板埋深為20—40m。I\bIhlhEZJ41Il6EZ37II「」8/"Iiou匸三］HI冷［三］巧苗［ZE〕口匚□舊—富水受地單井地貌和水水地質(zhì)條件

間分布不均涌水—西石河0om

）;3—中等富水0W）

—較貧水區(qū)度（單井 導(dǎo)水0性和滲透性35—貧水區(qū)單井5m礦花 ），;度礦花 ），;ft為砂?

于貧水區(qū)

度（單井；T—

Smt

漏中范圍部為3—自流9—基巖出露線5。地下流向—沖洪積水

度分于界線線8°礦井^水位扇三言洞臬方莊騎O?IUfhST三言洞臬方莊騎O?IUfhST尊［V毒王礦爭村礦壬忖礦I厚度為10—15m，導(dǎo)水性和滲透性較差，單井出水量 1000—3000m3/d。ft前傾斜平原的前緣區(qū)，含水層為上更新統(tǒng)中細砂，單層厚度5—10m，富水性差，單井出水量500—1000m3/d坡洪積裙區(qū)，含水層是坡洪積的碎石和礫石，連續(xù)性差，多呈透鏡狀，局部半膠結(jié)，富水性最差，單井出水量小于500m3/do孔隙水與巖溶水水力聯(lián)系孔隙水與巖溶水屬于兩個不相同的含水層系統(tǒng)， 各自有相對獨立的補給、逕流和排泄條件?？紫端饕植加趂t前沖洪積平原的第四系沖洪積物中， 含水空間是孔隙，巖溶水主要分布于奧陶系灰?guī)r中，含水空間是裂隙巖溶。 巖溶水補給區(qū)在北部ft區(qū)，屬于遠源補給，大氣降水入滲和ft區(qū)河流滲漏是巖溶水的補給來源。 ft前傾斜平原區(qū)是巖溶水集中排泄區(qū)， 人工開采和礦井排水是巖溶水的主要排泄方式。 孔隙水的補給來源包括大氣降水入滲、 農(nóng)田灌溉水回滲、河流和溝渠地表水沿河滲漏等，補給區(qū)范圍與其分布范圍一致，屬于近源補給。排泄方式為工開采、蒸發(fā)、泉排泄及地下逕流等。在ft前沖洪積平原上， 第四系沖洪積物孔隙水含水層在地表淺部，奧灰?guī)r溶水含水層埋藏于石炭一二疊煤系地層之下，奧灰含水層之上有350m—400m厚的石炭一二疊系砂巖、泥巖隔水層，奧灰?guī)r溶水與淺層孔隙水一般無直接水力聯(lián)系。但在九里ft一演馬礦一帶，由于九里ft斷層北西盤下降，地層直接和第四系地層接觸，局部地段中奧陶灰?guī)r出露地表，形成

南東盤上升，使石炭、奧陶系天窗”（3-4），使奧灰含水層、第四系含水層、石炭系薄層灰?guī)r含水層（

L2和L8）相互間可以發(fā)生一定水力聯(lián)系。表現(xiàn)在：其一，奧灰水與孔隙水互相補給。

20世紀60年代之前巖溶水水位高，巖溶水補給孔隙水，巖溶水在此直接出露成泉。 目前，孔隙水水位高于奧灰?guī)r溶水水位，孔隙水補給巖溶水。其二，孔隙水越流補給石炭系薄層灰?guī)r巖溶水。 石炭系薄層灰?guī)r在松散沉積物有條帶狀露頭，孔隙水水位高于薄層灰?guī)r巖溶水水位， 孔隙水越流補給后進入九里ft礦和演馬礦礦井中，最后以礦井排水形式排出地表。礦井水主要來源于石炭系巖溶水和奧灰水， 礦井長期排水不僅使石炭系巖溶水和奧灰水位下降，降，并形成水位降落漏斗。因此，在九里ft

也使九里ft、演馬礦附近的第四系孔隙水水位下一演馬礦一帶，巖溶水和第四系孔隙水有一定水力聯(lián)系。因發(fā)生水力聯(lián)系的范圍有限，且奧灰水與孔隙水水位相差不大， 水力聯(lián)系的程度有限。正是因為如此，多年來九里ft 一演馬礦一帶孔隙水降落漏斗面積基本上沒有變化。1457J1457J3-4九里ft“天窗區(qū)”剖面圖-10-20-301—斷層；2—煤層；3—灰?guī)r；4—地下水位；5—砂巖泥巖焦作水資源開發(fā)利用狀況焦作市開發(fā)利用地下水的形式有：供水總公司大型水源地集中開采、（水源井）集中或分散開采、礦井排水和郊區(qū)農(nóng)業(yè)分散開采四種。

廠礦自備井水源地焦作市供水公司現(xiàn)有水廠六座 （第三水廠于2001年4月停產(chǎn)），以開采巖溶水為主，并利用少量地表水（群英水庫），其中第七水廠（東小莊水源地）和第二水廠（周莊水源地）開采規(guī)模較大。供水公司近五年（3水600萬m/a（表1）。

1996-2000年）4680m3/a，利用地表焦作城區(qū)共有廠礦自備水源井 224眼，其中巖溶水開采井96眼，孔隙水開采井128眼。巖溶水的開采主要集中在焦作電廠（崗莊水源地

46眼井）、愛依斯萬方電廠（待王水源地14眼井）、化工三廠（6眼井）、熱電廠（4眼井）、中州鋁廠（14眼井）和化工總廠等企業(yè)，孔隙水的開采主要集中在造紙廠、平光廠、中州機械廠、 化工一廠、輪胎廠和化工二廠等企業(yè)。近五年自備井年均開采地下水水870萬m3/a。

6230萬m3/a，其中開采巖溶水5360m3/a,開采孔隙開采方式巖溶水開采量孔隙水開采量合計表開采方式巖溶水開采量孔隙水開采量合計供水公司水源地（萬m3/a）4680（萬m3/a）（萬m3/a）廠礦自備水源井53608706230近郊農(nóng)業(yè)區(qū)46004600礦井排水1097636601463合 計21016913030146焦作礦區(qū)現(xiàn)有大型煤礦9座，主要分布在焦東礦區(qū)，礦井排水總量為5.95m3/s,相當于3 318764萬m/a22%16436萬m/a10976萬m3/